Materiales ecológicos para alimentar dispositivos smart con luz ambiental

Los investigadores han desarrollado materiales ecológicos que podrían recolectar suficiente energía de la luz interior para alimentar dispositivos inteligentes inalámbricos

Nuevos materiales ecológicos permiten energizar dispositivos con luz interior
Nuevos materiales ecológicos permiten energizar dispositivos con luz interior

Cada vez utilizamos más dispositivos inteligentes en nuestros hogares, oficinas y edificios públicos. Teléfonos, altavoces inteligentes y sensores de salud y bienestar portátiles, entre otros. Sin embargo, las baterías que utilizan pueden agotarse rápidamente y contener sustancias químicas tóxicas y raras que dañan el medio ambiente. Por ello, los investigadores están buscando mejores formas de alimentar los dispositivos con materiales ecológicos.

Una forma de alimentarlos es convirtiendo la luz interior de las bombillas ordinarias en energía. Es similar a como los paneles solares recolectan energía de la luz solar, conocida como energía solar fotovoltaica. Sin embargo, debido a las diferentes propiedades de las fuentes de luz, los materiales utilizados para los paneles solares no son adecuados para captar la luz interior.

Ahora, investigadores del Imperial College London, la Universidad de Soochow en China y la Universidad de Cambridge han descubierto que los nuevos materiales ecológicos que se están desarrollando actualmente para paneles solares de próxima generación podrían ser útiles para la recolección de luz en interiores. Informan de sus hallazgos en Advanced Energy Materials.

“Al absorber de manera eficiente la luz proveniente de las lámparas que se encuentran comúnmente en hogares y edificios, los materiales pueden convertir la luz en electricidad con una eficiencia que ya está en el rango de las tecnologías comerciales . También ya hemos identificado varias mejoras posibles, que permitirían que estos materiales superen el rendimiento de las tecnologías fotovoltaicas interiores actuales en un futuro próximo ”.

Dijo el coautor, el Dr. Robert Hoye, del Departamento de Materiales de Imperial

Materiales ecológicos inspirados en perovskita

El equipo investigó «materiales inspirados en perovskita«, que se crearon para evitar los problemas de los materiales llamados perovskitas. Estos se desarrollaron para las células solares de próxima generación. Las perovskitas son más baratas de fabricar que los paneles solares tradicionales a base de silicio y ofrecen una eficiencia similar. Pero, a la vez, contienen sustancias de plomo tóxicas. Esto impulsó el desarrollo de materiales ecológicos inspirados en la perovskita, que en cambio se basan en elementos más seguros como el bismuto y el antimonio.

A pesar de ser más respetuosos con el medio ambiente, estos materiales inspirados en la perovskita no son tan eficientes para absorber la luz solar. Sin embargo, el equipo descubrió que son mucho más efectivos para absorber la luz interior, con eficiencias que son prometedoras para aplicaciones comerciales. Fundamentalmente, los investigadores demostraron que la energía proporcionada por estos materiales bajo iluminación interior ya es suficiente para operar circuitos electrónicos.

“Nuestro descubrimiento abre una dirección completamente nueva en la búsqueda de materiales ecológicos y fáciles de fabricar para alimentar de manera sostenible nuestros dispositivos inteligentes.

Además de su naturaleza ecológica, estos materiales podrían potencialmente procesarse en sustratos no convencionales como plásticos y telas, que son incompatibles con las tecnologías convencionales. Por lo tanto, los materiales inspirados en perovskita sin plomo pronto podrían habilitar dispositivos sin batería para wereables, monitoreo de atención médica, hogares inteligentes y ciudades inteligentes».

Dijo el coautor, profesor Vincenzo Pecunia de la Universidad de Soochow

Esta investigación fue financiada por EPSRC y la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.

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